含交直流混合配电装置的微电网规划研究

摘要

微网是解决未来电网发展中诸多问题的有效途径，它是由分布式的电源、负荷、储能系统、无功补偿装置、电力变换装置和监控保护系统组成的一个具有自我控制和自我管理的自制系统。微网有助于提高配电系统对分布式电源的接纳能力，提高间歇式可再生能源的利用效率，提高供电可靠性，降低网损。交直流混合配电装置的技术基础是背靠背的多端柔性直流输电，通过控制策略的设计实现换流控制，可实现微网中多源多荷的“即插即用”。利用交直流混合配电装置的多端口设计，可以构造出新型交直流混合微电网组网形态，使系统运行平稳，实现了灵活的能量转换，减少投资成本，改善系统可靠性和提高清洁能源利用率，对微电网的前期规划有着重要意义。
　　本文重点进行以下四个方面的研究:负荷预测、含交直流混合配电装置的微电网电源规划、含交直流混合配电装置的微电网网架结构设计、含交直流混合配电装置的微电网综合评价。
　　首先，针对交直流混合微电网的应用场景，调研了多种负荷的负荷特性，分析挖掘各种负荷随时间变化的特性，构造日负荷曲线;针对电动汽车负荷，采用蒙特卡洛模拟法进行精确负荷预测，提高了日负荷曲线的精度。
　　然后，分析了日负荷变化、分布式电源容量配置、交直流混合配电装置接入、天气变化、可靠性参数需求等因素对交直流混合微电网电源规划的影响。在此基础上，以综合经济性为目标，以交直流混合微电网系统可靠性为约束条件，建立了交直流混合微电网电源规划模型，并在风光储三种分布式电源组合的方案下，利用粒子群算法求解，形成了含交直流混合配电装置的微电网电源最优容量配置方案。
　　其次，针对交直流混合配电装置的技术优势，提出了含交直流混合配电装置的微电网网架结构设计原则。考虑负荷日曲线、天气变化、分布式电源容量配置等因素，建立了蒙特卡洛模拟可靠性计算模型，对典型交直流混合微电网网架结构进行比选。结合设计原则，设计了含交直流混合配电装置的微电网网架结构，对网架结构进行分析汇总。
　　最后，针对含交直流混合配电装置微电网规划的特点，建立一套微电网规划评价指标体系，指标体系由经济性、可靠性和环保性三部分组成。提出基于层次分析法的含交直流混合配电装置的微电网网架评价模型，对多种网架结构进行综合评价，并对评价流程进行了详细阐述，评价结果证明了该评价指标体系与方法的有效性和可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 含交直流混合配电装置微电网规划的研究思路与研究现状

1．2．1 研究思路

1．2．2 微电网负荷预测研究动态

1．2．3 微电网电源规划研究动态

1．2．4 微电网网架结构设计研究动态

1．2．5 微电网综合评价研究动态

1．3 本文主要工作

第2章 含交直流混合配电装置的微电网负荷预测及电源规划研究

2．1 引言

2．2 负荷预测

2．2．1 负荷介绍

2．2．2 负荷特性分析

2．2．3 负荷预测方法研究

2．3 含交直流混合配电装置的微电网电源规划

2．3．1 电源介绍

2．3．2 含交直流混合配电装置的微电网电源规划数学模型

2．3．3 基于粒子群算法的最优容量配置求解

2．4 算例分析

2．5 本章小结

第3章 含交直流混合配电装置的微电网网架结构设计

3．1 引言

3．2 微电网网架结构设计原则和方法

3．3 含交直流混合配电装置的微电网网架结构

3．3．1 单端辐射型

3．3．2 双端单环网型

3．3．3 双端双环网型

3．3．4 三端单环网型

3．3．5 三端双环网型

3．4 含交直流混合配电装置的微电网可靠性分析

3．4．1 最小路法

3．4．2 卷积法

3．4．3 蒙特卡洛模拟法

3．4．4 可靠性计算方法的比较

3．5 本章小结

第4章 含交直流混合配电装置的微电网综合评价方法

4．1 引言

4．2 含交直流混合配电装置的微电网评价指标体系

4．3 基于层次分析法的综合评价方法

4．3．1 层次分析法

4．3．2 基于层次分析法判断矩阵改进的不一致性方法

4．4 不同网架结构的微电网综合评价

4．4．1 评价指标与指标权重

4．4．2 评价流程

4．4．3 综合评价

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

攻读硕士学位期间发表的论文及主要工作

参考文献

致谢